RU2456705C1 - Ограничитель свч мощности - Google Patents
Ограничитель свч мощности Download PDFInfo
- Publication number
- RU2456705C1 RU2456705C1 RU2011102631/28A RU2011102631A RU2456705C1 RU 2456705 C1 RU2456705 C1 RU 2456705C1 RU 2011102631/28 A RU2011102631/28 A RU 2011102631/28A RU 2011102631 A RU2011102631 A RU 2011102631A RU 2456705 C1 RU2456705 C1 RU 2456705C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- diodes
- input
- pin
- limiter
- groups
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)
Abstract
Изобретение относится к СВЧ интегральным схемам с pin-диодами и предназначено для использования в качестве защитных схем в устройствах, содержащих малошумящие усилители. В интегральной схеме ограничителя, содержащей несколько групп pin-диодов, соединенных через отрезки микрополосковых линий, изменена схема включения pin-диодов. Согласно изобретению, группы входных и выходных диодов через фильтры питания подключены, по крайней мере, к одному источнику постоянного напряжения, смещающего отдельные диоды или все группы диодов в прямом направлении. Ограничение входного сигнала в устройстве происходит при меньшей амплитуде входного СВЧ сигнала за счет того, что диоды смещены в прямом направлении. Таким образом, технический результат, на который направлено изобретение, состоит в уменьшении просачивающейся мощности ограничителя. 1 пр., 1 ил.
Description
Изобретение относится к СВЧ интегральным схемам с pin-диодами и предназначено для использования в качестве защитных схем в устройствах, содержащих малошумящие усилители.
Широко известны интегральные схемы СВЧ-устройств, содержащие pin-диоды из арсенида галлия или гетероструктур на его основе [1]. Известна монолитная интегральная схема ограничителя СВЧ мощности TGL2201, разработанная фирмой TriQuint Semiconductor [2]. Известный аналог выполнен на полуизолирующей подложке из арсенида галлия и содержит два pin-диода на входе интегральной схемы и два pin-диода на выходе схемы. Входные и выходные пары диодов соединены отрезком микрополосковой линии. Входная пара диодов включена встречно-параллельно между микрополоском и «землей», таким же образом включена и пара выходных диодов. Недостатком известной интегральной схемы является то, что уровень просачивающейся мощности ограничителя, обусловленный видом прямой ветви вольт-амперной характеристики p-i-n-диода, является неприемлемо высоким для многих схем малошумящих усилителей.
Прототипом предлагаемого изобретения является монолитная интегральная схема ограничителя, рассмотренная в работе [3]. Она выполнена на полуизолирующей подложке из арсенида галлия и содержит две группы pin-диодов на входе и на выходе интегральной схемы. Входная группа, состоящая из пары pin-диодов, включенных встречно-параллельно между микрополоском и «землей», соединена отрезком микрополосковой линии с группой выходных диодов. Пара выходных диодов также включена встречно-параллельно между микрополоском и землей. Недостатком известной интегральной схемы является то, что минимальный уровень просачивающейся мощности ограничителя, зависящий от вида вольт-амперной характеристики диода, составляет величины, примерно равные 40-50 мВт, и является неприемлемо высоким для многих схем малошумящих усилителей.
Технический результат, на который направлено предлагаемое изобретение, состоит в устранении указанного недостатка.
Этот результат достигается тем, что в интегральной схеме ограничителя, содержащей несколько групп pin-диодов, соединенных через отрезки микрополосковых линий, изменена схема включения pin-диодов. А именно, группы входных и выходных диодов через фильтры питания подключены, по крайней мере, к одному источнику постоянного напряжения, смещающего отдельные диоды или все группы диодов в прямом направлении. Напряжение источника питания выбирают таким образом, чтобы на каждом из диодов, в отсутствие СВЧ-сигнала, падало не более 80% от напряжения включения диода. Для арсенид галлиевых диодов это напряжение соответстствует 0,8 В. При этом эквивалентные емкости диодов возрастут на величины, не превышающие 15% от емкости диодов при нулевом смещении, а сопротивления диодов в рабочей точке будут не ниже 0.1 МОм и pin-диоды на малом сигнале могут быть представлены эквивалентными емкостями. Ограничение входного сигнала в устройстве начнется при меньшей амплитуде входного СВЧ сигнала за счет того, что диоды смещены в прямом направлении.
На фиг.1 схематично представлена одна из возможных конструкций предлагаемой схем. Схема содержит два входных pin-диода 1 и 2, и два выходных pin-диода 3 и 4. Аноды диодов 1 и 3 через фильтры питания 5 соединены с источником постоянного напряжения 6, а катоды этих диодов соединены с отрезком микрополосковой линии 7 и соответственно с анодами диодов 2 и 4. Катоды диодов 2 и 4 соединены с землей. На фиг.1 также показаны микрополосковые линии 8 и 9 на входе и выходе схемы и разделительные конденсаторы 10 и 11, которые обычно присутствуют в большинстве схем ограничителей на диодах.
Пример практического исполнения.
Монолитная интегральная схема ограничителя была создана на подложке из арсенида галлия на пленках эпитаксиального материала, выращенного методом молекулярно-лучевой эпитаксии. Были созданы два одинаковых входных pin-диода 1 и 2 и два одинаковых выходных pin-диода 3 и 4. Между парой входных и выходных диодов была сформирована микрополосковая линия 7. Аноды диодов 1 и 3 соединялись с источником постоянного напряжения 6, а катоды диодов 2 и 4 соединялись с землей через металлизированные отверстия в подложке. В качестве фильтров питания 5 использовались тонкопленочные конденсаторы, выполненные на подложке и соединенные одной обкладкой с землей, а другой - с источником питания.
В исходном состоянии на источнике постоянного напряжения 6 было задано напряжение +1,5 В. Таким образом, на каждом из диодов двух групп падало напряжение 0,75 В. Измерение параметров схемы проводилось в диапазоне 2-20 ГГц. При непрерывном увеличении мощности входного сигнала уровень просачивающейся мощности изменялся сначала линейно, а затем происходило ограничение входного сигнала, обусловленное резким уменьшением сопротивлений диодов вследствие накопления зарядов в активных областях. Ограничение мощности происходило при меньших амплитудах входного сигнала, чем в прототипе, так как диоды были смещены в прямом направлении. Уровень просачивающейся мощности устройства достигал значения 15 мВт при заданном напряжении на диодах, что почти в 3 раза меньше, чем у прототипа.
Таким образом, был понижен уровень просачивающейся мощности по сравнению с прототипом, а следовательно, достигнута поставленная цель.
Отметим еще некоторые важные достоинства предлагаемой схемы. Выбирая определенные значения напряжений источника питания, смещающего pin-диоды, можно легко регулировать уровень вносимых потерь, что дает возможность использовать данную схему в качестве аттенюатора. В схеме также можно регулировать уровень просачивающейся мощности, что невозможно в известных схемах.
Источники информации
1. J.V.Bellantoni, D.C.Bartele, D.Payne and et. al. Monolithic GaAs p-i-n Diode Switch Circuits for High-Power Millimeter-Wave Applications. // IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES, VOL.31. NO.12. DECEMBER, 1989, pp.2162-2165.
2. James M.Carrol. Performance Comparison of Single and Dual Stage MMIC Limiters. // 2001 IEEE MTT-S Digest, pp.1341-1344.
3. D.G.Smith, D.D.Heston, J.Heston, B.Heimer, K.Decker. Designing reliable high-power limiter circuits with LIMITER GaAs PIN diodes. // 2002 IEEE MTT-S Digest, pp.1245-1247.
Claims (1)
- Ограничитель СВЧ мощности, содержащий, как минимум, один pin-диод либо одну или несколько групп pin-диодов; при этом разные группы диодов соединены между собой микрополосковыми линиями или индуктивностями, отличающийся тем, что в схему введен, по крайней мере, один источник питания, смещающий диод либо одну или несколько групп диодов в прямом направлении и подключенный к диодам через фильтр питания.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011102631/28A RU2456705C1 (ru) | 2011-01-24 | 2011-01-24 | Ограничитель свч мощности |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011102631/28A RU2456705C1 (ru) | 2011-01-24 | 2011-01-24 | Ограничитель свч мощности |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2456705C1 true RU2456705C1 (ru) | 2012-07-20 |
Family
ID=46847583
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011102631/28A RU2456705C1 (ru) | 2011-01-24 | 2011-01-24 | Ограничитель свч мощности |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2456705C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2515181C1 (ru) * | 2012-09-17 | 2014-05-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт полупроводниковых приборов" (ОАО "НИИПП") | Сверхширокополосный ограничитель свч-мощности |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4344047A (en) * | 1981-02-12 | 1982-08-10 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Millimeter-wave power limiter |
US4571559A (en) * | 1983-10-14 | 1986-02-18 | Thomson-Csf | High-power waveguide limiter comprising PIN diodes for millimeter waves |
US4642584A (en) * | 1984-02-24 | 1987-02-10 | Thomson-Csf | Slot-line switching and limiting device for operation at microwave frequencies |
RU2097878C1 (ru) * | 1995-10-27 | 1997-11-27 | Московский энергетический институт (Технический университет) | Ограничитель свч-мощности |
RU94765U1 (ru) * | 2010-02-09 | 2010-05-27 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт полупроводниковых приборов" (ОАО "НИИПП") | Ограничитель свч мощности |
-
2011
- 2011-01-24 RU RU2011102631/28A patent/RU2456705C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4344047A (en) * | 1981-02-12 | 1982-08-10 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Millimeter-wave power limiter |
US4571559A (en) * | 1983-10-14 | 1986-02-18 | Thomson-Csf | High-power waveguide limiter comprising PIN diodes for millimeter waves |
US4642584A (en) * | 1984-02-24 | 1987-02-10 | Thomson-Csf | Slot-line switching and limiting device for operation at microwave frequencies |
RU2097878C1 (ru) * | 1995-10-27 | 1997-11-27 | Московский энергетический институт (Технический университет) | Ограничитель свч-мощности |
RU94765U1 (ru) * | 2010-02-09 | 2010-05-27 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт полупроводниковых приборов" (ОАО "НИИПП") | Ограничитель свч мощности |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Smith D.G. et al. Designing reliable high-power limiter circuits with LIMITER GaAs PIN diodes // 2002 IEEE MTT-S Digest, p.1245-1247. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2515181C1 (ru) * | 2012-09-17 | 2014-05-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт полупроводниковых приборов" (ОАО "НИИПП") | Сверхширокополосный ограничитель свч-мощности |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Godoy et al. | A highly efficient 1.95-GHz, 18-W asymmetric multilevel outphasing transmitter for wideband applications | |
US6853264B2 (en) | Input power limiter for a microwave receiver | |
WO2006105413A2 (en) | Doherty power amplifier with phase compensation | |
Margomenos et al. | W-band GaN receiver components utilizing highly scaled, next generation GaN device technology | |
RU2456705C1 (ru) | Ограничитель свч мощности | |
US10749490B1 (en) | PIN diode bias scheme to improve leakage characteristics and P1dB threshold level of reflective limiter device | |
US20210013854A1 (en) | Distributed amplifier | |
RU102846U1 (ru) | Ограничитель свч мощности | |
Dennler et al. | Monolithic three-stage 6–18GHz high power amplifier with distributed interstage in GaN technology | |
US7474169B2 (en) | Attenuator | |
RU94765U1 (ru) | Ограничитель свч мощности | |
Bouchez et al. | A 2-5ghz 100w cw mmic limiter using a novel input topology | |
Choi et al. | High efficiency class-E tuned Doherty amplifier using GaN HEMT | |
Jee et al. | GaN MMIC broadband Doherty power amplifier | |
Heins et al. | X-band GaAs mHEMT LNAs with 0.5 dB noise figure | |
US10270397B2 (en) | Amplifier devices with input line termination circuits | |
Dani et al. | 4W X-band high efficiency MMIC PA with output harmonic injection | |
Yue et al. | A novel tunable matching network for dynamic load modulation of high power amplifiers | |
US7969701B1 (en) | Fast react protection circuit for switched mode power amplifiers | |
Squartecchia et al. | Design procedure for millimeter-wave InP DHBT stacked power amplifiers | |
Chung et al. | Linearization of a spatially-combined X-band 100-W GaAs FET power amplifier system with predistortion linearizer | |
RU2581764C1 (ru) | Монолитная интегральная схема защитного устройства | |
CN217468738U (zh) | 一种低插损pin二极管限幅器 | |
US11881823B2 (en) | Power amplifier circuit | |
Yan et al. | GaN envelope tracking power amplifier with more than one octave carrier bandwidth |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210125 |